Доброго времени суток!

Откопал схему 500Вт push pull преобразователя от Unitrode. (в прикреплённом файле)
В цепи сигнала CS стоит трансформатор тока 100:1 и обвеска к нему.
Может кто прояснит как эта цепь работает?

Какое назначение транзистора в этой цепи?

Здесь сердечник трансформатора датчика тока работает без перемагничивания. Возможно секрет кроется в магнитопроводе, или ошибка разработчиков. Там тоже люди работают...

На резисторе 4,3 Ом ток, в 100 раз меньший тока ключа, создаёт соответствующее пропорциональное ему напряжение, которое поступает на вход CS, который каждый раз шунтируется на небольшой мёртвый период транзистором, включаемым фронтом на выходе ШИМ.

Поскольку ток трансформатора тока каждые полтакта прерывается на мёртвое время ключей, с его размагничиванием всё в порядке.

Поясните процесс размагничивания.

Когда оба ключа закрываются на мёртвое время, в цепи остаются только токи рассеивания и намагничивания трансформатора тока, в результате чего напряжение на нём меняется на противоположное, и, через гораздо менее мёртвого времени ключей период, он размагничен.

Любопытный ход при съёме сигнала с ТТ
из AN3200 ST 2.5 kW MMA welding machine http://www.bdtic.com/DownLoad/ST/AN3200.pdf

Очень обыкновенно работает. Ток там все-таки импульсный, пуш-пул это же два прямохода, работающие попеременно.
В паузах ТТ размагничивается.

У меня в практических примерах датчик тока в средней точке трансформатора не работал, поскольку в этой цепи направление тока не меняется. Чтобы размагнитить сердечник за время паузы необходим ток с обратным знаком многократно превышающий ток в нагрузке. Насыщение сердечника происходило менее чем за 1 мкс. На выходе датчика тока микросекундные импульсы с удвоенной частотой ни каким образом не позволяли идентифицировать значение тока.

Наверно влияние земной оси расположенной не с той стороны приводило к полной его неработоспособности...?

вроде где-то встречал, что непосредственно на вторичную обмотку ТТ (до диода) ставят резистор в параллель обмотки чтобы создать путь для тока размагничивания

Резистор на обмотку ставят, для того, чтобы скомпенсировать ток хх трансформатора тока и как нагрузка для измерения тока в соотношении с коэф. трансформации. Считается дурным тоном пропускать весь ток вторичной обмотки через выпрямительный диод.

А выбрать сердечник или ввести в нем зазор запрещено?

Путь для размагничивания создается последовательно включенными диодом и стабилитроном. В варианте, показанном на схеме, размагничивание идет через паразитные емкости схемы и тоже кое-как работает. Иногда.

Может просто диод при размагничивании работает как стабилитрон (просто происходит пробой ).

При включении транзистора одновременно запирается один из выходных диодов, идёт "сквозной" ток, и на нагрузке трансформатора тока появляется пик напряжения. Чтобы от этого пика не срабатывал компаратор защиты по току поставлен транзистор, который закорачивает вход CS на короткое время.
В более поздних мс такой модуль включён в состав мс см. например UCC3800/1/2/3/4/5.
Про размагничивание.
Ток намагничивания заряжает емкость диода и этим напряжением размагничивается трансформатор тока, так что, как будет размагничиваться ТТ будет зависеть от свойств диода. Если емкость диода мала, то есть риск заряда до напряжения превышающего пробивное. Если емкость велика, ТТ может не размагнититься до нуля, при этом в двухтактнике есть риск получить несимметричную работу по тактам, ну и ... последствия известны.

Зачем? Чтобы индукция стала близкой к нулю, нужно всего лишь сбросить ток намагничивания до 0. Если разорвать ток ключей, то запасенная в сердечнике токового трансформатора энергия создаст на обмотке противоЭДС большой величины и ток намагничивания быстро спадет. Здесь даже не пытаются ограничивать противоЭДС, скорее всего из-за паразитных емкостей схемы есть потери и противоЭДС не достигает напряжения пробоя 1N914.

P.S. Либо ток силового каскада при закрытии ключей спадает медленно и противоЭДС незначительна.

Всё дело в этой величине т.е. в обеспечении условий для её развития. Вы правильно отметили, что на это влияют ёмкости в цепи.
Величина "противоЭДС" в ТТ не зависит от скорости спада тока ключей, пока диод ТТ открыт идёт намагничивание ТТ, как только он закроется начнётся размагничивание. Размагнитить ТТ за время паузы в двухтактнике это, конечно, проблема, но в реале короткой паузы стараются не допускать, устраивая защиту от понижения питания, например. И ещё надо не забывать, что current mode и сам не любит работать при коэффициентах заполнения импульсов (D) близких к 1!

Подумайте, какие условия и как влияют. Схему замещения нарисуйте, помножьте Lxx на dI/dt. Может что новое узнаете.


Просто какой-то поток сознания.. Не грузИте людей, ладно?

Так, подумайте же. Ии вообще: "Не нравится не ешь!" (С)

Скорее всего на паразитах возникают затухающие колебания с переходом через ноль. Как в размагничивающих дросселях для кинескопов.

В резонансных цепях скорее возможно.
В классической схеме с ШИМ трансформатор тока с ферритовым сердечником, даже пляски с бубном не помогли сделать правильно работающий датчик тока, включённый в среднюю точку трансформатора пуш-пула.

Да! Если предполагается полное (или близкое к полному) раскрытие. Если ограничить, длительность паузы не менее 1 мкс, то невозможное станет возможным Если, конечно классическая схема - это current mode.

Не видел такого никогда, один короткий высокий импульс напряжения, максимум еще 1-2 с амплитудой единицы % от первого.
Если величина напряжения размагничивания критична, то можно обмотку в сторону обратной полярности зашунтировать симметричным стабилитроном, либо диодом с резистором, либо просто резистором - если прямой диод достаточно высоковольтный, а погрешность в измеряемом токе в единицы процентов нас не волнует.

P.S. Вообще размагничивание ТТ можно оценить по вольт-секундной площади прямого и обратного напряжений. Они в сумме должны равняться 0.
Например, индукция в сердечнике ТТ, развившаяся при напряжении на обмотке II амплитудой 1 В от протекания рабочего тока в течении 10 мкс, будет сведена к 0 приложением размагничивающего напряжения обратной полярности 50 В в течении 0,2 мкс.


Есть варианты:
1) Если у Вас рабочий цикл D < 0.99, то схема в посте #1 работоспособна, только размагничивающее напряжение будет большое. Недостаток - может из-за паразитных емкостей вторичной обмотки не успеть перемагнититься.
2) Пуш-пул это двухтактная схема, можно сделать ТТ с двумя первичками в каждое плечо, включенными противоположно. Выпрямитель мостовой. Так делал не только для пуш-пула, работает.
Рабочий цикл D хоть 1. Недостаток - при несимметрии плеч будет подмагничивание постоянным током.
3) Поставить 2 ТТ, по одному в каждое плечо. Тогда для ТТ рабочий цикл D < 0.5 в любом случае. Каждый имеет свой ограничитель напряжения размагничивания. Тоже делал, работает.
Недостаток (или преимущество) - 2 отдельных ТТ.

И конечно нужно считать, чтобы ТТ не насыщался в течении рабочего цикла, иначе бубнов не хватит.

+1. Прекрасно получалось, только полуобмотки трансформатора соединял уже после ТТ, пропустив их концы через кольцо встречно. Выпрямлять можно мостом, а можно и со средней точкой.

Похоже что так ещё можно узнавать и корректировать перекос тока.
Ну, не намагничивания, конечно.

Изначально разговор был о трансформаторе тока, включённого в среднюю точку трансформатора пуш-пула.

Посчитать? Какие условия? Ток, длительность импульса, рабочий цикл?

Посчитайте. Задайте произвольные условия. Будет лучше, если проверите расчёты на практике.

топикстартеру эта беседа уже неинтересна. он не получил готовых формул и самоустранился.

Мне не требуется, у меня все получилось. В железе. Хотел посчитать именно Ваши условия. В качестве разминки и может, надеюсь, помощи.

можно ещё во время паузы между полупериодами принудительно перезаряжать (сбрасывать) сердечник ТТ, как в магнитных усилителях

Приведите свои расчёты для всеобщего обсуждения. Этим Вы поможете и мне, чтобы понять, почему у меня не получился трансформатор тока в средней точке трансформатора. А то как-то не хорошо получается. Сначала настоятельно предложили, а потом сами же отказываетесь...

А что, полуобмотки не разъединить? Это сразу сняло бы проблему с корня.

Можно и пояс Роговского применить...
ТС просил помочь разобраться с токовой защитой в приведённой схеме.

Вместо одной недели, ТС уже почти два года делает этот БП, за это время одарил форум кучей кросстем, и помочь ему пытались незнамо сколько раз.


Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ничего не считал, а просто пять минут повтыкал деталек. Но работает, как и говорили несколько участников темы выше.

Полагаю, на такой наглядности теперь увидите, где ошиблись.

Нет. Это вы себя хотите ввести в заблуждение. Для начала в модель введите магнитопровод с нелинейной характеристикой.
Сейчас магнитопровода нет. Просто воздух. Когда появится феррит картинка станет другой.
В схеме L7 не имеет связи. Какую функцию она выполняет?

По причине естественного ограничения, в виде геометрических размеров, ТТ работает с амплитудой порядка 10 мТл, так что полноценная модель практически ничего не изменит.

L3, L4 и L7 — это индуктивности рассеяния трансформаторов.

Поверьте, ещё как изменит. Моделировать надо тоже с осторожностью. А то можно столько открытий сделать...!

пусть кольцо не может саморазмагнититься за мёртвое время, а если его просто диодом шунтировать, спасёт?

Нет, не спасёт.
В данном случае сердечник работает на частном гистерезисном цикле.
Взял первую попавшуюся ссылку (смотрите рис. 17): http://www.physic-explorer.ru/gisterezisni...kah-1011-2.html
Если обмотку в паузу закорачивать, то начало петли гистерезиса переместится на ось намагниченности J. При этом намагниченность останется.
Трансформатор тока будет работать чуть лучше. Но всё-равно необходимо мотать на нём больше витков, чтобы удерживать индукцию насыщения на уровне 0,1 Тл. Чуть превысите этот порог и сердечник быстро уйдёт в насыщение. После чего такой трансформатор тока уже не будет реагировать на увеличение тока в цепи. Результат не заставит себя долго ждать... Достаёте кошелёк и идёте в магазин за новыми покупками.

Чтобы разработка была предсказуема магнитопровод трансформатора тока должен перемагничиваться.

Все дело в соотношении длительностей имульса и паузы. В многострадальном авторском варианте с UCC38083 при длительости импульса 10 мкс и амплитуде импульса на вторичной обмотке 1 В в паузе размагничивающее напряжение должно быть не менее 100 В, что совершенно нереально. Если же преобразователь работает на 200 кГц вместо 50 кГц, мы получим вполне разумные 25 В. По моим наблюдениям при Кзап до 95% трансформаторы тока вполне нормально работают при одностороннем намагничивании-размагничивании.

С ростом частоты увеличиваются потери в сердечнике и в проводах. Возрастает влияние межвитковой ёмкости.
Остальное без изменений.

хорошо
если на обратном ходу у ТТ мы имеем бесполезный выброс вольт под 100, или у кого там сколько получается, давайте сольём этот выброс в источник питания. Как у размагничивающей обмотки прямохода.

ведь не надо перемагничивать его в -Bmax. Достаточно слить энергию из магнитопровода.

А чтобы не держать 0.1тл, есть великое и могучее распылённое железо о полуторах тесла насыщения

Тем более что потери в распылёнке будут способствовать уменьшению намагниченности

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Заменил индуктивность ТТ на нелинейную L11. Ничего не изменилось и ничего не открыл.

Диалог в стиле Райкина, "не хочу, чтобы меня поняли правильно". )) Не отказывался, а запросил Ваши _реальные_ данные для расчета.
Нет данных, будет пример, скорее всего на выходных.

Хм...
L5, L6 и индуктивность рассеяния L7 (её номинал вы правильно показали) должны быть окутаны нелинейной индуктивностью, а вы зачем-то L11 добавили.
Быстрее будет, если проведёте натурный эксперимент. Человека можно попытаться надуть, а физику не обманишь.




Да. Я вначале этой ветки говорил об этом, что секрет кроется скорее всего в свойствах магнитопровода.



У меня нет реальных данных. На практическом опыте убедился, что трансформатор тока на феррите в этой цепи не работает. МО-пермаллой не пробовал из-за его высокой цены. Поскольку вы вызвались помочь с расчётом, значит хорошо разбираетесь в этой теме и без труда самостоятельно найдёте необходимые данные.

L11 — это нелинейная ныне индуктивность намагничивания, и она единственно имеет отношение к ферриту, потому что "неправильные", по Вашему мнению, номиналы L5 и L6 задают идеальный трансформатор, а магнитопровод у индуктивности рассеяния L7 — воздух.

И зачем тогда делать двухтактные преобразователи? Исходя из ваших рассуждений прихожу к выводу, что при коэффициенте заполнения 0,95 вполне неплохо будет работать и однотактный преобразователь. И схема получается проще...
И косой мост можно модернизировать. Видите, открытие за открытием посыпались.

феррит без зазора имеете ввиду? на одностороннем намагничивании?

Да

Повторяю, в данной теме у меня только возня мышкой и никаких рассуждений, а данная картинка сама по себе сухо опровергает Ваши, потому как на ней сразу было видно неизменное отношение напряжений 1:200 на D3, т.е. в полном соответствии с законами природы, ну и, как следствие, безоговорочное закрытие Всего того, что Вы — не я, повторю — успели наоткрывать, типа однотактного прямоходового с Кзап 95% и т.п.